DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention concerne de manière générale le retour de courant pour les
appareils électriques embarqués sur un aéronef, et porte plus particulièrement sur
un élément de réseau de retour de courant pour aéronef.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
[0002] L'alimentation électrique des appareils électriques embarqués sur un aéronef est
habituellement réalisée par un câble d'alimentation en courant électrique et par un
réseau de retour de courant réalisé par la structure de l'aéronef.
[0003] Généralement, les éléments du fuselage et de sa structure primaire (panneaux, cadres,
lisses) sont réalisés en matériau métallique, ce qui autorise la formation d'un réseau
électrique de retour des courants fonctionnel et de défaut.
[0004] Cependant, les éléments de structure du fuselage sont de plus en plus souvent réalisés
en matériau composite comprenant un mélange de fibres et de résine, dans le but de
réaliser un gain de masse important tout en préservant ou améliorant les caractéristiques
mécaniques desdits éléments de structure.
[0005] Les matériaux composites présentant une faible conductivité électrique, les éléments
de structure de fuselage en matériau composite ne peuvent plus former de réseau de
retour de courant.
[0006] Il est alors connu d'utiliser la structure primaire métallique du ou des planchers
de l'aéronef pour former un réseau, ou un élément de réseau, de retour de courant.
[0007] Un plancher d'aéronef intègre habituellement des longerons et traverses métalliques
assemblés au moyen de moyens métalliques de jonction.
[0008] Ces moyens métalliques de jonction réalisent donc une jonction structurale, mais
également électrique puisqu'ils assurent la continuité électrique entre les longerons
et les traverses du plancher, formant ainsi un élément de réseau de retour de courant.
[0009] Cependant, la continuité électrique n'est obtenue qu'à la suite d'une opération dite
de métallisation réalisée lors du cycle de production.
[0010] En effet, une peinture de protection contre la corrosion recouvre généralement les
pièces métalliques, peinture qui n'est habituellement pas conductrice. D'autre part,
un mastic d'interposition est souvent présent au niveau des jonctions structurales
entre les pièces métalliques afin d'éviter les phénomènes d'usure de contact entre
lesdites pièces.
[0011] L'opération de métallisation, effectuée généralement manuellement, consiste alors
à enlever le mastic d'interposition et à décaper la peinture, pour faire apparaître
localement le métal de base de la pièce métallique. Les moyens de jonction peuvent
ensuite être montés sur ladite pièce au niveau de la surface de contact préparée.
[0012] Ce type d'élément de réseau de retour de courant présente cependant quelques inconvénients.
[0013] La jonction électrique réalisée par les moyens de jonction est obtenue par une opération
manuelle de métallisation, qui peut entraîner, de ce fait, quelques imperfections
préjudiciables.
[0014] Ainsi, de faibles quantités de mastic ou de peinture prises entre le moyen de jonction
et la pièce métallique considérée suffisent à dégrader la qualité du contact électrique.
Cela peut entraîner une élévation locale de la température et donc une fatigue prématurée
des pièces, ainsi qu'une altération locale de la conductivité électrique.
[0015] De plus, l'utilisation de moyens rapportés de jonction rend nécessaire de réaliser
un grand nombre d'opérations de métallisation, de préférence une pour chacun desdits
moyens de jonction. Cette opération, manuelle, vient rallonger sensiblement le cycle
de production de l'aéronef. Le cycle de surveillance et d'entretien de chaque jonction
est également particulièrement augmenté. Cela conduit nécessairement à des coûts élevés
de réalisation et de maintenance.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
[0016] L'invention a principalement pour but de présenter un élément de réseau de retour
de courant remédiant au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus
relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
[0017] Pour ce faire, l'invention a pour objet un élément de réseau de retour de courant
pour aéronef comportant une pluralité de bandes électriquement conductrices entrecroisées
et réalisée d'un seul tenant, espacées les unes des autres de manière à former entre
celles-ci une pluralité d'ouvertures.
[0018] Ainsi, l'élément de réseau de retour de courant selon l'invention présente des jonctions
électriques et structurales naturellement formées par les entrecroisements desdites
bandes, du fait que l'élément de réseau qu'elles forment est réalisé d'un seul tenant.
En d'autres termes, par la réalisation dudit élément de réseau en un seul tenant,
lesdites bandes s'entrecroisent sans être superposées les unes aux autres au niveau
des entrecroisements. Il n'est alors pas nécessaire de prévoir des moyens rapportés
pour assurer la jonction électrique entre lesdites bandes. Le risque de perte de liaison
entre les bandes est ainsi supprimé.
[0019] Toute dégradation des propriétés électriques au niveau des jonctions, ici des entrecroisements,
est alors écartée.
[0020] De plus, l'invention permet de diminuer sensiblement la durée de cycle de production
puisque les opérations de métallisation précédemment décrites ne sont plus nécessaires.
La durée et les coûts de maintenance du réseau de retour de ligne sont également particulièrement
réduits par rapport à l'art antérieur décrit plus haut.
[0021] Par ailleurs, le nombre de bandes peut être élevé de manière à former un maillage
particulièrement fin, dans le but d'obtenir un élément de réseau présentant une grande
fiabilité. A la différence de l'art antérieur, le nombre de bandes, et donc le nombre
d'entrecroisements, n'augmente pas les éventuels risques de dégradation des propriétés
électriques, ni la durée des cycles de production et de maintenance.
[0022] Par ailleurs, la géométrie dudit élément de réseau est facilement adaptable à celle
de toute partie d'aéronef que l'on désire équiper d'un tel élément de réseau. A titre
d'exemple, la disposition des bandes entrecroisées, et celle des ouvertures, peuvent
être choisies en fonction de la géométrie des éléments d'aéronef le long desquels
on souhaite faire cheminer lesdites bandes.
[0023] Chaque bande est de préférence rigide.
[0024] De préférence, lesdites ouvertures sont agencées de manière sensiblement périodique.
[0025] De préférence, lesdites bandes formant un entrecroisement sont sensiblement perpendiculaires
l'une avec l'autre, de sorte à former des ouvertures sensiblement rectangulaires ou
carrées.
[0026] Avantageusement, l'élément de réseau est monolithique. En d'autres termes, lesdites
bandes sont réalisées dans un même matériau, ce qui rend sensiblement homogène la
conductivité électrique au sein desdites bandes. Les éventuelles zones de température
anormalement élevée localisées aux interfaces entre différents matériaux sont ainsi
supprimées. Les risques de fatigue prématurée de l'élément de réseau sont donc diminués.
[0027] Le matériau peut être choisi parmi ceux présentant une conductivité importante, dans
le but de limiter la chute de tension le long de l'élément de réseau.
[0028] Avantageusement, l'élément de réseau présente une forme générale ondulée. Par forme
générale ondulée, on entend une forme générale présentant ou comportant des ondulations
régulières et parallèles. La tenue mécanique est alors renforcée par la présence des
ondulations.
[0029] De préférence, l'épaisseur desdites bandes est comprise entre 1mm et 5mm. L'épaisseur
est de préférence sensiblement constante le long de chaque bande, et sensiblement
identique pour toutes lesdites bandes.
[0030] De préférence, lesdites bandes sont entrecroisées de manière sensiblement perpendiculaire.
[0031] L'invention porte également sur une partie d'aéronef comprenant au moins un élément
de réseau de retour de courant selon l'une quelconque des caractéristiques mentionnées
ci-dessus.
[0032] Selon un mode de réalisation de l'invention, ladite partie d'aéronef comporte un
plancher comprenant une pluralité de traverses, un élément de réseau étant en appui
contre lesdites traverses. Ainsi, lesdites traverses ont une fonction de support,
ou de maintien, dudit élément de réseau. Par ailleurs, celui-ci peut participer au
renforcement structural dudit plancher.
[0033] Ledit élément de réseau peut être en appui contre la surface supérieure ou inférieure
desdites traverses.
[0034] Ladite partie d'aéronef peut comporter des rails de plancher, ledit élément de réseau
étant interposé entre lesdits rails et lesdites traverses. Ledit élément de réseau
est alors de préférence en appui contre la surface supérieure des traverses.
[0035] Lesdits rails peuvent être des rails de siège montés sur un plancher passager, ou
des rails de marchandises montés sur un plancher dit cargo.
[0036] Ladite partie d'aéronef peut également comporter au moins un support de câbles d'alimentation
en courant électrique, ledit support de câbles étant monté sur ledit élément de réseau
par des moyens de maintien. Ledit élément de réseau est alors de préférence en appui
contre la surface inférieure des traverses.
[0037] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ladite partie d'aéronef peut comporter
une portion de fuselage comprenant une pluralité de cadres de structure, ledit élément
de réseau étant en appui contre lesdits cadres. Ledit élément de réseau peut alors
participer au renforcement structural de ladite portion de fuselage.
[0038] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description
détaillée non limitative ci-dessous.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0039] On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation
de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une vue de dessus d'un élément de réseau de retour de courant selon
le premier mode de réalisation de l'invention ;
La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un tronçon de fuselage représentant
des possibilités de montage de l'élément de réseau de retour de courant sur un plancher
passager ;
La figure 3 est une vue en perspective du tronçon de fuselage représenté sur la figure
2, montrant plus particulièrement les traverses et les rails de plancher ;
La figure 4A est une vue de dessous d'un élément de réseau de retour de courant selon
un second mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 2, comprenant
des moyens de maintien d'au moins un support de câbles d'alimentation électrique ;
La figure 4B est une vue partielle et agrandie en coupe transversale suivant le plan
I-I de la figure 4A, montrant un exemple de support de câbles assemblé par lesdits
moyens de montage à l'élément de réseau de retour de courant ; et
La figure 5 est une vue en perspective d'une partie d'un élément de réseau de retour
de courant présentant une forme générale ondulée.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
[0040] L'élément de réseau 1 de retour de courant selon le premier mode de réalisation préféré
de l'invention est représenté schématiquement sur la figure 1 en vue de dessus.
[0041] Dans toute la description qui va suivre, par convention, on appelle X la direction
longitudinale de l'aéronef, Y la direction orientée transversalement par rapport à
l'aéronef, et Z la direction verticale, ces trois directions formant conjointement
un repère orthogonal direct.
[0042] D'autre part, les termes « avant » et « arrière » sont à considérer par rapport à
une direction d'avancement de l'aéronef obtenue à la suite de la poussée exercée par
les moteurs de l'aéronef, cette direction coïncidant sensiblement avec la direction
X.
[0043] L'élément de réseau 1 selon l'invention comprend une pluralité de bandes 2 électriquement
conductrices entrecroisées et réalisée d'un seul tenant, espacées les unes des autres
de manière à former entre celles-ci une pluralité d'ouvertures 4.
[0044] Ladite bande est une pièce dont la longueur est bien supérieure à sa largeur, par
exemple deux fois plus longue.
[0045] L'épaisseur de ladite bande peut être égale ou inférieure à sa largeur, de préférence
inférieure.
[0046] L'épaisseur peut être comprise entre 0,5 et 15 millimètres, de préférence entre 1
et 5 millimètres.
[0047] Chaque bande 2 présente une épaisseur et une largeur sensiblement constantes. De
plus, l'épaisseur et la largeur sont sensiblement identiques pour toutes lesdites
bandes 2.
[0048] Lesdites bandes 2 sont électriquement conductrices, par exemple en aluminium ou dans
l'un de ses alliages. De préférence, elles sont réalisées dans un matériau dont la
conductivité électrique est suffisante pour permettre le retour du courant, tant en
étant résistant à la corrosion.
[0049] Lesdites bandes 2 s'entrecroisent de manière à former un maillage où chaque entrecroisement
3 forme un noeud du maillage. Elles sont espacées les unes des autres de manière à
former entre elles-ci une pluralité d'ouvertures 4. Par ouverture, on entend un espace
vide traversant ledit élément de réseau.
[0050] Lesdites ouvertures 4 sont agencées de manière sensiblement périodique, et lesdites
bandes 2 formant un entrecroisement 3 sont sensiblement perpendiculaires l'une avec
l'autre, de sorte à former des ouvertures 4 sensiblement rectangulaires ou carrées.
[0051] Lesdites bandes 2 sont réalisées d'un seul tenant, de manière à former conjointement
une unique pièce. Aucun élément rapporté n'est donc nécessaire pour assurer la jonction
structurale entre lesdites bandes. De plus, les bandes s'entrecroisent sans être superposées
l'une à l'autre au niveau de l'entrecroisement.
[0052] La figure 2 montre une coupe transversale d'un fuselage 5 comportant un plancher
passager 6.
[0053] Un élément de réseau 1 de retour de courant, tel que décrit ci-dessus, peut être
monté sur le plancher 6, plus précisément sur la structure primaire du plancher 6.
[0054] Comme le montre la figure 3, la structure primaire comprend une pluralité de longerons
7 s'étendant selon la direction longitudinale X de l'aéronef, et une pluralité de
traverses 8 s'étendant selon la direction transversale Y.
[0055] Généralement, chaque traverse 8 est réalisée d'une seule pièce et s'étend dans la
direction Y sur toute la largeur de la structure du plancher 6.
[0056] Les traverses 8 et les longerons 7 peuvent être réalisés en matériau métallique ou
composite comprenant un mélange de fibres et de résine.
[0057] Il est à noter qu'il n'est plus nécessaire de réaliser l'opération de métallisation
décrite précédemment au niveau de la jonction réalisée par les moyens rapportés de
jonction assurant l'assemblage des traverses 8 et des longerons 7.
[0058] Ledit élément de réseau 1 peut être en appui contre la surface supérieure 8A ou inférieure
8B desdites traverses 8.
[0059] Par en appui contre, on entend disposé en contact direct ou indirect contre lesdites
traverses 8. Le contact indirect peut être réalisé par l'intermédiaire d'un mastic
d'interposition.
[0060] Les termes « supérieur » et « inférieur » sont à considérer par rapport à la direction
verticale Z de l'aéronef.
[0061] L'élément de réseau 1 peut être fixé aux traverses 8 par rivetage ou boulonnage,
ou par des connecteurs verrouillables.
[0062] De préférence, ledit élément de réseau 1 comprend, pour chaque traverse 8 de plancher,
une bande 2 disposée en regard de ladite traverse 8, comme le montre la figure 1 où
chaque ligne en pointillé symbolise une traverse 8. Ainsi, ladite bande longe ladite
traverse 8 en regard de laquelle elle est disposée.
[0063] Ledit élément de réseau 1 peut présenter un nombre de bandes 2 en regard desdites
traverses 8 inférieur au nombre de celles-ci. Par exemple, une bande 2 peut être disposée
en regard d'une traverse 8 toutes les deux ou trois traverses, voire davantage. Ledit
élément de réseau 1 présente alors une masse réduite, participant ainsi à l'exigence
générale d'économie de masse.
[0064] Par ailleurs, les figures 2 et 3 montrent des rails métalliques 9 qui peuvent être
montés sur la structure du plancher, par exemple des rails 9 assurant la fixation
de sièges passagers (non représentés).
[0065] Les rails 9 s'étendent habituellement suivant l'axe longitudinal X du fuselage et
sont reliés les uns aux autres par des traverses 8 qui s'étendent perpendiculairement
à celles-ci.
[0066] Ledit élément de réseau 1 est alors avantageusement interposé entre lesdits rails
9 et lesdites traverses 8.
[0067] De préférence, ledit élément de réseau 1 comporte des bandes 2 orientées suivant
la direction longitudinale des rails 9.
[0068] Avantageusement, une bande 2 est disposée en regard de chaque rail 9.
[0069] Ainsi, des bandes peuvent longer lesdits rails 9 et d'autres bandes du même élément
de réseau 1 peuvent longer lesdites traverses 8.
[0070] Avantageusement, lesdits rails 9 participent à la formation du réseau de retour de
courant en reliant électriquement les appareils électriques éventuellement disposés
au niveau des sièges passagers audit élément de réseau 1 de retour de courant.
[0071] Par ailleurs, le réseau de retour de courant peut comprendre un élément de réseau
1 en appui sur la surface supérieure 8A des traverses 8 et/ou un élément de réseau
1 en appui contre la surface inférieure 8B des traverses 8.
[0072] Dans le cas d'un élément de réseau 1 en appui contre la surface inférieure 8B des
traverses 8, et comme le montrent les figures 2 et 4A, des supports 10 de câbles d'alimentation
électrique, tels que décrits dans la demande de brevet
FR2905038 déposée au nom de la demanderesse, peuvent être montés sur ledit élément de réseau
1.
[0073] Lesdits supports 10 pour câbles électriques peuvent comporter un corps profilé 11
métallique qui participe au retour du courant circulant dans les câbles.
[0074] Chaque support 10 pour câbles peut être monté sur ledit élément de réseau par l'intermédiaire
de moyens de maintien 12 (figure 4B).
[0075] Lesdits moyens de maintien 12 peuvent être métalliques, de manière à assurer une
continuité électrique avec lesdits supports 10 pour câbles.
[0076] Lesdits supports 10 peuvent également assurer le support de harnais, et participer
à la protection contre les effets indirects de la foudre.
[0077] Ces moyens de maintien 12 peuvent être un couple de rails 12 en U soudés ou fixés
à la surface inférieure dudit élément de réseau 1, tel que représenté sur la figure
4B. Les deux rails 12 sont disposés de sorte à coopérer avec le corps profilé 11 en
forme de T dudit support 10 pour câbles.
[0078] Dans l'exemple de la figure 4A, lesdits moyens de maintien 12 s'étendent tout le
long dudit élément de réseau 1 de façon continue. Ils peuvent alternativement s'étendre
de façon discontinue.
[0079] Ces supports 10 pour câbles peuvent ainsi améliorer la rigidité structurale dudit
élément de réseau 1.
[0080] De préférence, chaque élément de réseau 1, qu'il soit en appui sur la surface supérieure
8A ou inférieure 8B des traverses 8, s'étend suivant la direction transversale Y sur
toute la largeur du plancher 6.
[0081] Par ailleurs, ledit élément de réseau 1 peut être monté sur des cadres 13 de structure
du fuselage de l'aéronef, par des moyens d'accroche 14 disposés au niveau de ses bordures
latérales, comme le montrent les figures 1 et 2. Il peut être fixé par rivetage ou
boulonnage, ou par des connecteurs verrouillables.
[0082] Ces cadres 13, dans la mesure où ils sont métalliques, peuvent participer à la formation
du réseau de retour de courant et ainsi coopérer avec ledit élément de réseau 1 de
retour de courant.
[0083] D'une manière générale, ledit élément de réseau 1 présente avantageusement une structure
modulaire, et permet ainsi la disposition suivant la direction longitudinale X et/ou
la direction transversale Y d'une pluralité d'éléments de réseau 1 successifs de manière
à s'étendre sensiblement sur toute la longueur et/ou la largeur du plancher 6.
[0084] Dans le cas d'une disposition suivant la direction longitudinale X, et comme le montre
la figure 1, chaque élément de réseau 1 comporte alors des moyens 15 de jonction électrique
permettant d'assurer la continuité électrique entre l'élément de réseau 1 voisin.
Ces moyens 15A, 15B de jonction électrique peuvent être des zones de contact disposées
respectivement sur la partie avant d'un premier élément de réseau 1 et sur la partie
arrière du second élément de réseau 1 consécutif.
[0085] De la même manière, dans le cas d'une disposition suivant la direction transversale
Y (variante non représentée), des moyens 15 de jonction électrique peuvent être prévus
au niveau des bordures latérales de chaque élément de réseau 1.
[0086] Bien entendu, chaque élément de réseau peut comprendre des éléments 15 de jonction
électrique dans le but de disposer une pluralité d'éléments de réseau 1 à la fois
suivant les directions longitudinale X et transversale Y.
[0087] Il est à noter que, bien que la figure 2 décrive un élément de réseau de retour de
courant monté sur un plancher passager 6, ledit élément de réseau peut également être
monté sur un plancher dit cargo 16 pour marchandises.
[0088] Dans un mode de réalisation non représenté, ledit élément de réseau peut être en
appui contre une pluralité de cadres de fuselage 13, sur une portion longitudinale
du fuselage 5. Ainsi, tout en participant à la rigidité de cette portion de fuselage,
ledit élément de réseau 1 assure le retour de courant des appareils électriques qui
peuvent être placés dans une partie supérieure ou inférieure du fuselage 1.
[0089] Ledit élément de réseau peut également présenter une structure modulaire comme décrite
précédemment.
[0090] Enfin, l'élément de réseau 1 peut présenter une forme générale ondulée.
[0091] Par forme générale ondulée, on entend une forme générale présentant ou comportant
des ondulations régulières et parallèles.
[0092] Comme l'illustre la figure 5, l'élément de réseau comprend une première pluralité
17 de bandes 2 s'étendant suivant une première direction, qui s'entrecroise avec une
seconde pluralité 18 de bandes 2 s'étendant suivant une seconde direction. L'entrecroisement
et la réalisation d'un seul tenant desdites bandes sont identiques à ce qui a été
décrit précédemment.
[0093] Les première et seconde directions sont ici sensiblement orthogonales et coïncident
sensiblement avec les directions longitudinale X et transversale Y, respectivement.
Alternativement, elles peuvent définir entre elles un angle non nul différent de 90°.
[0094] Chaque bande 2 de ladite première pluralité 17 s'étend de manière sensiblement plane
suivant la direction X, alors que chaque bande 2 de ladite seconde pluralité 18 s'étend
de manière ondulée sensiblement suivant la direction Y. Ainsi, les bandes 2 de ladite
seconde pluralité 18 présentent chacune une succession de parties concaves et de parties
convexes.
[0095] Pour chaque période d'ondulation, ladite première pluralité 17 de bandes 2 comporte
une bande 2A définissant la crête haute de l'ondulation considérée et une bande 2B
définissant la crête basse de ladite ondulation.
[0096] L'élément de réseau 1 peut comporter des ouvertures de fixation disposées au niveau
des croisements entre chacune des bandes 2A et les bandes 2 de la seconde pluralité
18. Aussi, l'élément de réseau 1 peut être monté, par exemple, sur un plancher d'aéronef
par l'intermédiaire des bandes 2A mises en appui contre le plancher, comme décrit
précédemment. Des moyens de montage, du type rivets, boulons ou connecteurs verrouillables,
sont alors disposés au travers des ouvertures de fixation.
[0097] Les bandes 2B ne sont alors pas en appui contre le plancher, et peuvent notamment
servir au maintien de harnais.
[0098] Il est à noter que la forme générale de l'élément de réseau reste ici sensiblement
plane. En effet, l'ensemble des bandes 2A de la première pluralité 17 est sensiblement
contenu dans un même plan. De même, l'ensemble des bandes 2B est sensiblement contenu
dans un même plan, celui-ci étant parallèle au plan des bandes 2A.
[0099] Alternativement, la forme générale de l'élément de réseau 1 peut être sensiblement
courbe, notamment lorsque celui-ci est monté sur une pluralité de cadres de fuselage
d'une portion de fuselage, comme décrit précédemment. Dans ce cas, l'ensemble des
bandes 2A de la première pluralité 17 est sensiblement contenu dans une même surface
courbe. De même, l'ensemble des bandes 2B est sensiblement contenu dans une même surface
courbe, celle-ci étant parallèle à la surface courbe des bandes 2A.
[0100] Quels que soient les modes de réalisation décrits précédemment de l'élément de réseau
selon l'invention, celui-ci peut être réalisé par détourage d'une tôle ondulée ou
non, par exemple par découpe laser, ou à partir de métal déployé.
[0101] Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier
à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemple non limitatif.